2020年，我國宣布將采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。助力碳中和碳達(dá)峰，可再生能源領(lǐng)域中的水電大有可為。據(jù)《2019年度全國可再生能源電力發(fā)展監(jiān)測評價(jià)報(bào)告》，2019年，包含水電在內(nèi)的全部可再生能源電力實(shí)際消納量為19938億千瓦時(shí)，占全社會用電量比重為27.5%，同比提高1個(gè)百分點(diǎn)；2019年全國可再生能源發(fā)電量2.04萬億千瓦時(shí)，其中水電發(fā)電量1.3萬億千瓦時(shí)，占全部發(fā)電量的17.8%。

昆柳龍工程投運(yùn)、白鶴灘水電站加快建設(shè)……我國水電仍有繼續(xù)加快發(fā)展的趨勢。本期，筆者對“十三五”期間我國水電發(fā)展作了梳理總結(jié)，預(yù)計(jì)未來水電裝機(jī)容量將繼續(xù)穩(wěn)健增長，由此帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益將進(jìn)一步凸顯。

特征一  裝機(jī)規(guī)模再壯大 多元供給體系更加完善

據(jù)國家電網(wǎng)消息，近日，山西渾源、浙江磐安、山東泰安二期抽水蓄能電站工程開工，在清潔能源發(fā)展的版圖上，國網(wǎng)又增添一筆。黨的十九屆五中全會明確了“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)，要求加快推動綠色低碳發(fā)展，推動能源清潔低碳安全高效利用。未來，水電裝機(jī)規(guī)模將繼續(xù)壯大，多元供給體系更加完善。

2016年11月，國家能源局發(fā)布《水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，規(guī)劃要求2020年我國水電總裝機(jī)容量達(dá)到3.8億千瓦。截至2020年9月底，我國可再生能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到8.37億千瓦，同比增長9.6%，其中，水電裝機(jī)3.65億千瓦（其中抽水蓄能3089萬千瓦），暫未達(dá)到“十三五”規(guī)劃目標(biāo)。但結(jié)合2018、2019以及2020年1-11月份全國電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，水電發(fā)電裝機(jī)容量呈持續(xù)增長態(tài)勢。

2020年12月20日，安徽績溪抽水蓄能電站最后一臺機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，標(biāo)志著中國目前最大抽水蓄能電站6臺機(jī)組全部并網(wǎng)。安徽績溪抽水蓄能電站是安徽省“十二五”規(guī)劃重點(diǎn)工程和在建最大抽水蓄能電站，績溪抽水蓄能電站共安裝6臺單機(jī)容量30萬千瓦的抽水蓄能機(jī)組，總裝機(jī)容量180萬千瓦，超過目前安徽省已有、在建抽水蓄能電站裝機(jī)容量總和，主要承擔(dān)華東電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相及緊急事故備用等任務(wù)。

據(jù)《新時(shí)代的中國能源發(fā)展》，2019年，水電等清潔能源占能源消費(fèi)總量比重達(dá)到23.4%，比2012年提高8.9個(gè)百分點(diǎn)，提前完成到2020年非化石能源占比達(dá)到15%左右的目標(biāo)。未來幾年，我國水電裝機(jī)規(guī)模將繼續(xù)壯大，多元供給體系進(jìn)一步完善，加速推進(jìn)我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)向清潔低碳轉(zhuǎn)變。

特征二  水電消納再提升 能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)加快轉(zhuǎn)型

國家能源局電力工業(yè)數(shù)據(jù)顯示，2019年1-11月份，全國水電發(fā)電設(shè)備累計(jì)利用3499小時(shí)，全國水電用電率0.3%，同比增長0.02%；2020年1-11月份，全國水電發(fā)電設(shè)備累計(jì)利用3627小時(shí)，全國水電用電率0.3%，同比增長-0.02%，較2019年有所下降。

2012年以我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗累計(jì)降低24.4%，相當(dāng)于減少能源消費(fèi)12.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)已在加快轉(zhuǎn)型，其中，我國水電貢獻(xiàn)了不少的力量。

2015-2019年清潔能源消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的比重（國家統(tǒng)計(jì)局）

五年以來，我國可再生能源發(fā)展水平取得新的突破，水電裝機(jī)規(guī)模保持世界第一。初步核算，2019年煤炭消費(fèi)占能源消費(fèi)總量比重為57.7%，比2012年降低10.8個(gè)百分點(diǎn)；天然氣、水電、核電、風(fēng)電等清潔能源消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量比重為23.4%，比2012年提高8.9個(gè)百分點(diǎn)。數(shù)據(jù)顯示，2019年，包含水電在內(nèi)的全部可再生能源電力實(shí)際消納量為19938億千瓦時(shí)，占全社會用電量比重為27.5%，同比提高1個(gè)百分點(diǎn)。值得一提的是，2020年云南電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)水能利用率達(dá)到99.02%，刷新當(dāng)年最高紀(jì)錄，遠(yuǎn)高于國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《清潔能源消納行動計(jì)劃（2018~2020年）》所定的2020年水能利用率95%這一目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)水電清潔能源基本全額消納。未來，水能對能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)加快轉(zhuǎn)型的作用將繼續(xù)凸顯。

2019年10月，雅中-江西±800千伏特高壓線路工程開工。雅中—江西±800千伏特高壓直流輸電工程起于四川雅中換流站，止于江西南昌換流站，途經(jīng)四川、云南、貴州、湖南、江西5省，輸送容量800萬千瓦。投產(chǎn)后，將向湖南省輸送400萬千瓦電力，大幅提升湖南電網(wǎng)供電能力和供電可靠性，有力推進(jìn)四川水電入湘。

此外，備受矚目“昆柳龍直流工程”已于2020年12月27日正式啟動投產(chǎn)送電，較計(jì)劃提前半年，該工程預(yù)計(jì)每年送電330億度，能有效解決云南水電消納問題，對我國西電東送和守護(hù)粵港澳大灣區(qū)藍(lán)天發(fā)展有重要作用。

特征三  科技創(chuàng)新再跨越 驅(qū)動水電高質(zhì)量發(fā)展

在中國水電蓬勃發(fā)展的背后，離不開創(chuàng)新引領(lǐng)和科技支撐。我國一貫將能源科技創(chuàng)新作為國家創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略的重要組成部分，通過實(shí)施重大科技項(xiàng)目和工程，攻克能源領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

回顧以往，國家電網(wǎng)自2015年密集建設(shè)抽水蓄能電站工程，今年12月，山西渾源、浙江磐安、山東泰安二期抽水蓄能電站工程開工，一座座抽水蓄能電站開工建設(shè)都伴隨著科技創(chuàng)新成果的應(yīng)用，TBM試點(diǎn)成功，在抽水蓄能行業(yè)首次試點(diǎn)應(yīng)用大直徑、深豎井、一次成型的硬巖豎井挖掘機(jī)，在國內(nèi)首次試點(diǎn)變速抽水蓄能機(jī)組，在國內(nèi)水輪發(fā)電機(jī)組首次試點(diǎn)采用四支路，全面推進(jìn)數(shù)字化大壩、物聯(lián)網(wǎng)+物資管控系統(tǒng)、機(jī)組設(shè)備遠(yuǎn)程診斷等新技術(shù)應(yīng)用。

中國華能瀾滄江公司2019年創(chuàng)造了“一年接四站”的新紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)集控管控一體化，不斷提升集控智能化水平，其中“瀾滄江流域水電站群巨型分布式集控監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建及應(yīng)用”成果在該領(lǐng)域達(dá)到國際先進(jìn)水平，為水電站流域集控發(fā)揮了行業(yè)標(biāo)桿作用。 

大唐集團(tuán)首次將5G技術(shù)應(yīng)用于水力發(fā)電領(lǐng)域，融合運(yùn)用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，推出5G水下機(jī)器人和5G無人機(jī)智能巡檢項(xiàng)目，助力水電站發(fā)展的智慧化管理水平提升和行業(yè)智能化演進(jìn)。

中國華電研制出內(nèi)首套自主可控的“華電睿信”水電智能監(jiān)控系統(tǒng)；基于國產(chǎn)CPU和操作系統(tǒng)的新一代“華電睿信”水電智能監(jiān)控系統(tǒng)也成功在華電貴州投運(yùn)，標(biāo)志著我國水電控制系統(tǒng)在大型水電站上實(shí)現(xiàn)了自主可控的成熟應(yīng)用。

中國電建承擔(dān)白鶴灘水電站世界最大無壓泄洪洞群的建設(shè)任務(wù)，建設(shè)中攻克了高水頭窄河谷單側(cè)大泄量泄洪消能、大單寬流量泄洪洞高速水流空化空蝕、萬噸級大推力弧門結(jié)構(gòu)安全、高強(qiáng)度混凝土溫控防裂等關(guān)鍵技術(shù)難題。

據(jù)三峽集團(tuán)消息，白鶴灘水電站5#和27#壩段澆筑到頂為2021年7月首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電奠定了基礎(chǔ)，標(biāo)志著我國300米級混凝土雙曲特高拱壩建造技術(shù)實(shí)現(xiàn)世界引領(lǐng)。

圖片

日前，國家能源局印發(fā)《2021年能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃立項(xiàng)指南》要求針對新能源和可再生能源應(yīng)建設(shè)支撐引領(lǐng)能源高質(zhì)量發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)體系，這也將顯著提升能源行業(yè)整體技術(shù)水平和產(chǎn)品、服務(wù)質(zhì)量的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃，對標(biāo)國外、國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，推動中國水電發(fā)展，提升中國標(biāo)準(zhǔn)國際公信力、影響力。

特征四  水電開發(fā)再增加 推動移民致富新生活

在能源領(lǐng)域，當(dāng)前我國推進(jìn)了保障和改善民生用能、貧困人口用能，并實(shí)施精準(zhǔn)實(shí)施能源扶貧工程。在落實(shí)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略過程中，提高農(nóng)村生活用能保障水平，國家也開展了多種方式的能源扶貧，支持貧困地區(qū)發(fā)展小水電在內(nèi)的清潔能源發(fā)展。

在河南洛寧、山西垣曲、安徽金寨、河北豐寧、湖南平江、陜西鎮(zhèn)安、河南南召、河北易縣等國家級或省級貧困縣抽水蓄能電站，8座抽水蓄能電站裝機(jī)容量共計(jì)1260萬千瓦，總投資近760億元。這些電站在建設(shè)期平均每年提供就業(yè)崗位約1.35萬個(gè)，是助力打贏脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)的惠民工程。

在南方地區(qū)，以向家壩水電站為例，2014年7月，向家壩水電站全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。2020年2月，屏山縣脫貧摘帽奔小康。對于庫區(qū)百姓來說，相對于水電站建設(shè)帶來的間接收益，移民安置的紅利體現(xiàn)得更為直接。庫區(qū)人居環(huán)境的優(yōu)化，離不開水電的建設(shè)發(fā)展，涉及民生方面的水、電、氣、通訊網(wǎng)絡(luò)等基本實(shí)現(xiàn)全覆蓋，如今，這里的城鎮(zhèn)更美，藍(lán)天更藍(lán)。

未來，水電除了促進(jìn)能源綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展，還將進(jìn)一步促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、鞏固脫貧攻堅(jiān)成果，助力庫區(qū)移民脫貧致富。

特征五  水電工程再擴(kuò)張 水電安全體系更完善

水電的持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展，離不開水電安全體系的建設(shè)，安全是才有可持續(xù)的發(fā)展，安全電力可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。

以往全球范圍內(nèi)曾發(fā)生水電建設(shè)相關(guān)的事故，如大壩開裂、漏水、溢洪道破壞、潰壩、洪水、地震、地質(zhì)災(zāi)害等，這也顯示了水庫大壩安全隱患，尤其是潰壩事故。大壩事故不僅會損害水電設(shè)施及當(dāng)?shù)丨h(huán)境，更會造成對下游區(qū)域生命財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。

中國電力建設(shè)股份有限公司周建平，水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院杜效鵠、周興波在《行業(yè)觀察丨全球水電開發(fā)現(xiàn)狀及未來趨勢》一文中提到，在水電開發(fā)中，工程安全首當(dāng)其沖。當(dāng)前，水電可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。文章提到，部分水資源和電力供應(yīng)短缺在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求急迫的情況下，難免出現(xiàn)“又快又省”的“大躍進(jìn)”發(fā)展模式，對于剛剛“走出去”謀求海外發(fā)展的中國電力企業(yè)而言，也難免出現(xiàn)追求“超額利潤”的沖動和做法。確保水電工程安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、成本電價(jià)適當(dāng)，環(huán)境友好和資源節(jié)約并實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是最重要的課題。

不過，未來水電的發(fā)展將不斷運(yùn)用新的科技，這也會促進(jìn)水電安全的更進(jìn)一步完善。例如，上文提到的大唐亭子口水電站通過“5G智慧電站”可采用5G水下機(jī)器人替代人工水下作業(yè)，增強(qiáng)了操作便利性及安全性，通過快速分析評估水工建筑物運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)預(yù)警缺陷和隱患，保障大壩運(yùn)行安全。

因此，未來中國水電的開發(fā)與建設(shè)將更加注重水電安全體系的構(gòu)建，牢牢樹立安全意識，防范工程建設(shè)失誤，消除重大安全隱患。

結(jié)語

目前，水電是世界各國都較為優(yōu)先開發(fā)的能源。2021年全國能源工作會議指出，“十三五”規(guī)劃主要目標(biāo)任務(wù)順利完成，清潔低碳、安全高效的能源體系正在加快構(gòu)建。

我國將力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，這也意味著，“十四五”期間我國水電領(lǐng)域?qū)⒂瓉碛忠粋€(gè)發(fā)展“春天”——我國水電整體將進(jìn)一步發(fā)展、水電消納水平將進(jìn)一步提升，水電占能源結(jié)構(gòu)比重也將持續(xù)上升，經(jīng)濟(jì)和社會等各項(xiàng)效益將進(jìn)一步凸顯，并將助力加快清潔低碳轉(zhuǎn)型，助力碳達(dá)峰碳中和。來源：國際電力網(wǎng)